一种BMS快速测试设备的制作方法

本实用新型涉及测试设备技术领域，具体涉及一种bms快速测试设备。

背景技术：

随着科技水平的不断提高，对二次电池的应用也随着迅速发展，主要适用于二次电池bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)也成为生产二次电池过程中的重要一部，bms主要是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，二次电池自身的电压保护和电流保护也成为电池好坏的标准之一；

目前针对二次电池自身的保护特性的检测设备，测试速度缓慢、单次检测，普遍存在检测效率低、易产生误差的问题。

为了克服现有技术的缺陷，目前急需一种检测速度快速，自动化测试的bms快速测试设备。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种bms快速测试设备，包括：

电压切换单元，所述电压切换单元包括若干个电池以及若干个切换模块，所述切换模块的连接结构相同，所述切换模块与电池一一对应，所述电压切换单元通过切换到需要的切换模块实现切换电压输出；

mcu单元，所述mcu单元与电压切换单元连接，用于控制切换模块输出所需电压；

自动调压单元，所述自动调压单元包括若干个分压电路，所述自动调压单元与所述mcu单元连接，用于通过mcu单元控制分压电路提供测试所需电压；

自动调压单元的主控芯片为u2，芯片u2的输出接口连接所述分压电路，用于产生模拟电压给分压电路供电；

检测单元，所述检测单元与所述mcu单元连接，通过mcu传输给检测单元的指令，实现对待测产品的检测；

所述检测单元包括电压检测模块和过流检测模块，用于检测待测产品的过充、过放和过流检测；

所述电压检测模块与待测产品连接，所述电压检测模块的输出端与所述自动调压单元连接，用于检测待测产品在过充和过放时是否发生保护动作；

所述过流检测模块与待测产品连接，所述过流检测模块的输入端连接14v直流电压，用于检测待测产品在过流时是否发生保护动作；

报警单元，所述报警单元连接芯片u2，用于在检测到产品异常时报警；

供电单元，所述供电单元连接检测单元，用于给整个测试电路供电；

通讯显示单元，所述通讯显示单元包括显示模块和通讯模块，所述显示模块连接通讯模块，用于显示通讯状态和usb电源状态；所述通讯模块流连接mcu单元和usb接口，所述通讯模块包括芯片u1，用于实现测试设备与上位机的通讯。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)本实用新型通过设置电压切换单元、自动调压单元和mcu单元的连接，通过mcu单元控制自动调压单元输出所需电压，mcu单元电压切换单元切换到所需分压电路，实现了对测试电压和分压电路的自动调节从而对待测产品进行自动检测。

(2)本实用新型通过设置检测单元，实现了检测待测产品在过充、过放和过流时是否发生保护动作。

附图说明

图1是本实用新型的一种bms快速测试设备的整体结构框图；

图2是本实用新型的一种bms快速测试设备的电压切换单元的电路示意图；

图3是本实用新型的一种bms快速测试设备的第一切换模块的电路示意图；

图4是本实用新型的一种bms快速测试设备的mcu单元的电路示意图；

图5是本实用新型的一种bms快速测试设备的自动调压单元的电路示意图；

图6是本实用新型的一种bms快速测试设备的芯片u2的电路示意图；

图7是本实用新型的一种bms快速测试设备的电压检测模块的电路示意图；

图8是本实用新型的一种bms快速测试设备的过流检测模块的电路示意图；

图9是本实用新型的一种bms快速测试设备的报警单元的电路示意图；

图10是本实用新型的一种bms快速测试设备的供电单元的电路示意图；

图11是本实用新型的一种bms快速测试设备的通讯显示单元的电路示意图。

具体实施方式

如图1至图11所示，本实用新型提供一种bms快速测试设备，包括：

电压切换单元，所述电压切换单元包括若干个电池以及若干个切换模块，所述切换模块与电池一一对应，所述电压切换单元通过切换到需要的切换模块实现切换电压输出；

所述切换模块的连接结构相同，其中，第一切换模块包括两个集电极相连的三极管q96和三极管q100，所述三极管q96和三极管q100的基极分别串联有一电阻r236和电阻r243，所述三极管q96的集电极与发射极之间串联有电阻r234，所述电阻r234的一端连接电池p2的引脚2和第二切换模块的一端，所述三极管q96的基极与发射极之间串联有电阻r230，所述三极管q100的集电极与发射极之间串联有电阻r244，所述三极管q100的发射极接地，所述电阻r236的另一端连接有三极管q98的集电极，所述三极管q98的发射极接地，所述三极管q98的基极连接电阻r231的一端，所述电阻r231的另一端连接mcu单元的b1l引脚，所述电阻r234的另一端连接mcu单元的b1h引脚；

默认状态下，mcu单元的b1h引脚输出高电平，mcu单元的b1l引脚输出低电平，三极管q100导通，三极管q96断开，电阻r244被短接，电阻r234接入电路，此时分压电路所提供的电压为v0，此电压为常态电压；

输出过充保护点电压，mcu单元的b1h引脚输出低电平，mcu单元的b1l引脚输出低电平，三极管q100断开，电阻r244和电阻r234形成分压电路，此时分压电路所提供高于v0的过充保护点电压v1；

输出过放保护点电压，mcu单元的b1h引脚输出低电平，mcu单元的b1l引脚输出高电平，三极管q100断开，三极管q98和三极管q96导通，电阻r234被短接，电阻r244接入电路，此时分压电路所提供低于v0的过放保护点电压v2。

mcu单元，所述mcu单元与电压切换单元连接，所述mcu单元包括mcu芯片u11，用于控制切换模块输出所需电压；

自动调压单元，所述自动调压单元包括若干个分压电路，所述自动调压单元与所述mcu单元连接，用于通过mcu单元控制分压电路提供测试所需电压；

自动调压单元的主控芯片为u2，芯片u2的输出接口连接所述分压电路，用于产生模拟电压给分压电路供电；

所述分压电路的连接结构相同，其中，第一分压电路包括电阻r12，所述电阻r12的一端连接第二分压电路的一端和电阻r22的一端，所述电阻r12的另一端接地，所述电阻r22的另一端连接芯片u2的引脚37；所述分压电路的一端连接有放大电路，所述放大电路包括三极管q4，所述三极管q4的基极连接电阻r6的一端，所述电阻r6的另一端连接分压电路，所述三极管q4的集电极连接电阻r1的一端和三极管q3的基极，所述三极管q4的发射极连接电阻r9的一端和电阻r11的一端，所述三极管q3的集电极连接电阻r9的另一端、三极管q2的基极和电容c13的一端，所述三极管q3的发射极连接电阻r1的另一端、三极管q2的集电极、三极管q1的集电极和60v直流电源，所述三极管q2的发射极连接三极管q1的基极，所述电阻r11的另一端连接电容c13的另一端、电容c14的一端和电阻r7的一端，所述三极管q1的发射极连接电容c14的另一端、电阻r3的一端、二极管d3的负极和接口j2的端口1，所述接口j2的端口2连接二极管d3的正极、电阻r8的一端和芯片u2的dydl引脚，所述阻r8的另一端接地，所述电阻r3的另一端连接电阻r7的另一端和芯片u2的dyjc引脚，所述芯片u2用于控制分压电路提供模拟电压，所述放大器q4和放大器q3用于将模拟电压的电压放大，所述放大器q2和放大器q1用于将模拟电压的电流放大，从而提供测试所需电压，芯片u2将需要切换电路和相应的切换电路的输出预设电压的数据发送给mcu芯片u11。

检测单元，所述检测单元与所述mcu单元连接，通过mcu传输给检测单元的指令，实现对待测产品的检测；

所述检测单元包括电压检测模块和过流检测模块，用于检测待测产品的过充、过放和过流检测；

所述电压检测模块与待测产品连接，所述电压检测模块的输出端与所述自动调压单元连接，所述电压检测模块包括光电耦合器u3，所述光电耦合器u3的引脚1连接电阻r54的一端，所述电阻r54的另一端连接继电器k2的一端，所述光电耦合器u3的引脚2连接待测产品的p-引脚，所述光电耦合器u3的引脚3接地，所述光电耦合器u3的引脚4连接芯片u2的ipk1引脚和电阻r53的一端，所述电阻r53的另一端连接vcc电源和电阻r56的一端，所述电阻r56的另一端连接芯片u2的ick1引脚和光电耦合器u4的引脚4，所述光电耦合器u4的引脚3接地，所述光电耦合器u4的引脚2连接电阻r58的一端，所述电阻r58的另一端连接继电器k2的一端，所述光电耦合器u4的引脚1连接待测产品的c-引脚，所述继电器k2的另一端连接有12v电压的正负极，所述继电器k2并联有一二极管d11，所述二极管d11的正极连接三极管q15的集电极，所述三极管q15的发射极接地，所述三极管q15的基极连接电阻r62的一端，所述电阻r62的另一端连接芯片u2的bh_ctr引脚，用于检测待测产品在过充和过放时是否发生保护动作；

测试过放保护时，芯片u2的bh_ctr引脚输出低电平，三极管q15断开，继电器k2不闭合，待测产品的p-引脚与12v电压形成回路，待测产品的c-引脚悬空；当待测产品发生保护动作后，待测产品的p-引脚通过电阻r54被拉到12v高电平，光电耦合器u3导通后，隔离后的信号ipk1被拉低到低电平，芯片u2检测到低电平则待测产品发生了放电保护动作，反之则未发生保护动作；

测试过充保护时，芯片u2的bh_ctr引脚输出高电平，三极管q15导通，继电器k2闭合，断开待测产品的p-引脚与12v电压的正极的连接，待测产品的c-引脚与12v电压的负极连接，待测产品的c-引脚连接到光电耦合器u4；当待测产品发生保护动作后，待测产品的c-引脚通过电阻r58连接到12v低电平，光电耦合器u4导通，隔离后的信号ick1被拉低，芯片u2检测到低电平则待测产品发生了充电保护动作，反之则未发生保护动作。

所述过流检测模块与待测产品连接，所述过流检测模块的输入端连接14v直流电压，所述过流检测包括电源模块mp2，所述电源模块mp2的引脚1连接14v直流电源的正极和电容c20的一端，所述电源模块mp2的引脚2连接电容c21的一端、电容c22的一端和继电器k1的一端，所述电源模块mp2的引脚3连接电阻c20的另一端、电源模块mp2的引脚4、电容c21的另一端、电容c22的另一端、14v直流电源的负极和继电器k1的一端，所述继电器k1的另一端连接待测产品的b-引脚和p-引脚，所述继电器k1并联有一二极管，所述二极管的正极连接三极管q5的集电极，所述三极管q5的发射极接地，所述三极管q5的基极连接电阻r10的一端，所述电阻r10的另一端连接芯片u2的i_ctr引脚，用于检测待测产品在过流时是否发生保护动作；

测试电流时，芯片u2的i_ctr引脚输出高电平，三极管q5导通，继电器k1闭合，将电源模块mp2输出的恒流电流输入到待测产品的b-引脚和p-引脚上，如果待测产品在此电流下发生保护动作，则检测电路可以检测到待测产品的p-信号。

报警单元，所述报警单元包括三极管q7，所述三极管q7的集电极连接电阻r36的一端和蜂鸣器bf1的一端，所述电阻r36的另一端连接蜂鸣器bf1的另一端和电阻r32的一端，所述电阻r32的另一端连接电源，所述三极管q7的发射极接地，所述三极管q7的基极连接电阻r39的一端，所述电阻r39的另一端连接芯片u2的beep引脚，用于在检测到产品异常时报警；

供电单元，所述供电单元包括变压器t1和变压器t2，所述变压器t1的一端连接220v电源端，所述变压器t1的另一端输出24v和12v的电压，所述变压器t2的一端连接220v电源端，所述变压器t2的另一端输出24v和12v的电压，两个变压器的24v输出端的一端串联，所述变压器t1的24v输出端的另一端连接二极管d1的正极和二极管d4的负极，所述变压器t2的24v输出端的另一端连接二极管d6的正极和二极管d5的负极，所述二极管d1的负极连接二极管d6的负极、电容c2的一端、电容c3的一端和输出65v直流电压，所述二极管d4的正极连接二极管d5的正极、电容c11的一端、电容c12的一端和接地，所述电容c2的另一端连接电容c11的另一端，所述电容c3的另一端连接电容c12的另一端，用于给自动调压单元供电；

所述变压器t1的12v输出端的一端连接二极管md1的正极和二极管md2的负极，所述变压器t1的12v输出端的另一端连接二极管md4的正极和二极管md3的负极，所述二极管md1的负极连接二极管md4的负极、电容mc1的一端、电容mc2的一端和输出14v电压的正极，所述二极管md2的正极连接二极管md3的正极、电容mc1的另一端、电容mc2的另一端和输出14v电压的负极，用于给过流检测模块供电；

所述变压器t2的12v输出端的一端连接二极管d7的正极和二极管d8的负极，所述变压器t2的12v输出端的另一端连接电容c18的一端、电容c19的一端和接地，所述二极管d7的负极连接电容c18的另一端和输出12v电压的正极，所述二极管d8的正极连接电容c19的另一端和输出12v电压的负极，用于给电压检测模块供电；

通讯显示单元，所述通讯显示单元包括显示模块和通讯模块，所述显示模块包括通讯显示电路和电源显示电路，所述通讯显示电路包括第一通讯显示电路和第二通讯显示电路，所述第一通讯显示电路包括串联的电阻r34和发光二极管led1，所述第一通讯显示电路的一端连接vusb，所述第一通讯显示电路的另一端连接芯片u1的txd_0引脚，所述第二通讯显示电路包括串联的电阻r35和发光二极管led2,所述第二通讯显示电路的一端连接vusb，所述第二通讯显示电路的另一端连接芯片u1的rxd_0引脚，用于显示通讯状态，所述电源显示电路包括串联的电阻r37和发光二极管led3，所述电源显示电路的一端连接vusb，所述电源显示电路的另一端接地，用于显示usb电源状态；所述通讯模块流连接mcu单元和usb接口，所述通讯模块包括芯片u1，用于实现测试设备与上位机的通讯。

本实用新型的工作原理和工作过程如下：待测产品接入检测单元，芯片u2将需要切换电路和相应的切换电路的输出预设电压的数据发送给mcu芯片u11，mcu芯片u11接到数据后解析，mcu芯片u11控制调节切换电路，使控制电路输出相应的电压；

测试过放保护时，芯片u2的bh_ctr引脚输出低电平，三极管q15断开，继电器k2不闭合，待测产品的p-引脚与12v电压形成回路，待测产品的c-引脚悬空；当待测产品发生保护动作后，待测产品的p-引脚通过电阻r54被拉到12v高电平，光电耦合器u3导通后，隔离后的信号ipk1被拉低到低电平，芯片u2检测到低电平则待测产品发生了放电保护动作，反之则未发生保护动作；

测试过充保护时，芯片u2的bh_ctr引脚输出高电平，三极管q15导通，继电器k2闭合，断开待测产品的p-引脚与12v电压的正极的连接，待测产品的c-引脚与12v电压的负极连接，待测产品的c-引脚连接到光电耦合器u4；当待测产品发生保护动作后，待测产品的c-引脚通过电阻r58连接到12v低电平，光电耦合器u4导通，隔离后的信号ick1被拉低，芯片u2检测到低电平则待测产品发生了充电保护动作，反之则未发生保护动作；

如果在该切换模块下均发生保护动作，则切换下一切换模块，继续进行检测；如果在该切换模块下未发生保护动作，则检测停止，所述报警单元发出报警信号；

当mcu芯片u11接收到测试下一切换模块的数据时，则将mcu单元的b1h引脚输出高电平，mcu单元的b1l引脚输出低电平，三极管q100导通，三极管q96断开，电阻r244被短接，电阻r234接入电路，则将此切换模块提供的电压恢复为v0，以便下一循环检测；

当所有切换模块均测试完成时，进入过流检测模块，进行过流检测：

测试电流时，芯片u2的i_ctr引脚输出高电平，三极管q5导通，继电器k1闭合，将电源模块mp2输出的恒流电流输入到待测产品的b-引脚和p-引脚上，如果待测产品在此电流下发生保护动作，则检测电路可以检测到待测产品的p-信号，反之则未发生保护动作；

所述mcu单元提供通讯模块将测试结果发送至上位机。

本实用新型的特点在于：设置电压切换单元、自动调压单元和mcu单元的连接，通过mcu单元控制自动调压单元输出所需电压，mcu单元电压切换单元切换到所需分压电路，实现了对测试电压和分压电路的自动调节从而对待测产品进行自动检测；通过设置检测单元，实现了检测待测产品在过充、过放和过流时是否发生保护动作。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。